碳源是微生物的細胞成份的骨架，是細胞代謝的能源所在，碳素來源主要分三大類：分別是，碳水化合物，油脂類和有醇、烴及有機酸式鹽

1 碳水化合物類碳源

葡萄糖
最廣泛的速效糖源，但要注意過多的葡萄糖會引起葡萄糖效應，即底物阻遏效應，這是因為葡萄糖過量或通氣不足的情況下，大量積累丙酮酸、乳酸和乙酸等，所導致的pH下降，使自身的酶系活性下降，從而影響微生物代謝及產物合成水平。
麥芽糖
兩分子葡萄糖以α-糖苷鍵縮合而成的雙糖，啤酒工業最主要的原料。
蔗糖
糖蜜的主要成分。
乳糖
抗生素行業廣泛使用，對抗生素的合成沒有貨很少有阻遏效應，乳糖利用緩慢，可延緩發酵周期，從而提高產物合成量。
糊精
α淀粉酶降解淀粉的產物
淀粉
常用的有玉米淀粉，小麥淀粉，燕麥淀粉，和甘薯淀粉，玉米淀粉用于核苷酸、氨基酸、酶制劑和抗生素發酵；小麥淀粉，燕麥淀粉用于有機酸醇類的發酵
糖蜜
不論是甘蔗糖蜜還是甜菜糖蜜中的糖類大多數是可發酵性糖，經過稀釋，添加部分營養鹽，就可用酵母發酵，生成酒精。利用糖蜜生產酒精，可以省去蒸煮、制曲、糖化等工序，生產成本低，設備簡單，生產周期短，工藝操作簡便。但是因為糖蜜中存在大量的非糖成分，特別是鹽類與重金屬離子的存在，抑制了酵母的繁殖與酒精的生成，故在發酵前要對糖蜜進行處理。
甘蔗糖蜜干物質濃度一般在80-90Bx，要先稀釋至30-40Bx以降低黏度；用硫酸或磷酸（調pH4.5左右）以沉淀色素以及釋放揮發酸等，甘蔗糖蜜原始pH在5左右，有時不用調；煮沸加熱30min左右除去SO2、甲酸等揮發性有害成分。
糖蜜中的焦糖、黑色素與果膠質等應除去，以提高設備的利用率和發酵率。糖蜜中的雜質多、純度低，不僅使發酵率下降，同時也會使設備易產生積垢，因此，糖蜜中的灰分、雜質應盡量除去。糖蜜中含有微量的金屬離子，特別是銅離子對酵母有抑制作用。銅離子含量達5 mg/L時，酵母開始受到抑制，含量達10   mg/L時，酵母停止生長。因此，對糖蜜中微量的重金屬離子應引起足夠的注意。
糖蜜作為發酵培養基，還需要添加適當的營養成分，以便各種成分的比例協調。糖蜜中非糖雜質多，雜菌多，這就要求酵母菌種強壯，耐高溫、耐高酸、耐高滲透壓。
 
2 脂肪類碳源

能被微生物利用的油、脂肪主要是動植物油類，微生物可利用自身的脂肪酶分解脂類得到甘油和脂肪酸，脂類做碳源需要高通氣量，否則容易脂肪酸大量積累，pH下降。
油脂類同時是良好的消泡劑。
常用的油脂類物料有：豆油、菜籽油、豬油、棉籽油、玉米油、亞麻籽油、橄欖油
   
                        
3 有機酸、醇、烴

常用的有機類碳源包括：乳酸、醋酸、檸檬酸、延胡索酸、山梨醇、乙醇
有機酸類常用其鹽作為碳源，比如醋酸鈉常用于藻類發酵培養基。
青霉素發酵可用乙醇作碳源。
山梨醇是維生素C的重要中間體。